Self-healing concrete
سیلف ہیلنگ کنکریٹ کو کنکریٹ کی اس صلاحیت کے طور پر نمایاں کیا جاتا ہے کہ وہ اپنی دراڑوں کو خود بخود یا خود مختار طریقے سے ٹھیک کر سکتا ہے۔ یہ نہ صرف دراڑوں کو سیل کرتا ہے بلکہ ساختی عناصر کی مکینیکل خصوصیات کو جزوی یا مکمل طور پر بھی بحال کرتا ہے۔ اس قسم کے کنکریٹ کو خود مرمت کنکریٹ کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔ چونکہ کنکریٹ میں دیگر تعمیراتی مواد کے مقابلے میں تناؤ کی طاقت کم ہوتی ہے، اس لیے اس کی سطح میں اکثر دراڑیں پڑ جاتی ہیں۔ یہ دراڑیں کنکریٹ کے استحکام کو کم کرتی ہیں کیونکہ وہ مائع اور گیسوں کے بہاؤ کو آسان بناتی ہیں جن میں نقصان دہ مرکبات ہو سکتے ہیں۔ اگر مائیکرو کریک پھیلتے ہیں اور کمک تک پہنچ جاتے ہیں، تو نہ صرف کنکریٹ خود ہی حملے کا شکار ہوگا، بلکہ کمک والے اسٹیل کی سلاخوں کو بھی۔ لہذا یہ ضروری ہے کہ دراڑ کی چوڑائی کو محدود کیا جائے اور جتنی جلدی ممکن ہو اس کی مرمت کی جائے۔ سیلف ہیلنگ کنکریٹ نہ صرف مواد کو زیادہ پائیدار بنائے گا، بلکہ یہ کنکریٹ کے ڈھانچوں کی سروس لائف میں اضافے میں بھی معاون ثابت ہوگا اور مواد کو زیادہ پائیدار اور ماحول دوست بنائے گا۔ خود شفا یابی کنکریٹ کے لیے ایک پرانا اور معروف رجحان ہے، یہ دیکھتے ہوئے کہ اس میں فطری آٹوجینس شفا یابی کی خصوصیات ہیں۔ کلینکر معدنیات کی مسلسل ہائیڈریشن یا کیلشیم ہائیڈروکسائڈ کی کاربونیشن کی وجہ سے دراڑیں وقت کے ساتھ ٹھیک ہو سکتی ہیں۔ آٹوجینس ہیلنگ پر قابو پانا مشکل ہے کیونکہ یہ صرف چھوٹی دراڑوں کو ٹھیک کر سکتا ہے اور صرف اس وقت مؤثر ہوتا ہے جب پانی موجود ہو۔ یہ حد اسے استعمال کرنا مشکل بنا دیتی ہے۔ دوسری طرف، دراڑوں کے لیے خود شفا یابی کی صلاحیتیں فراہم کرنے کے لیے کنکریٹ کو تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ مرکب کو شامل کرکے آٹوجینس شفا یابی کو بہتر بنانے کے بہت سے حل ہیں، جیسے معدنی اضافے، کرسٹل مرکب، اور سپر آبزوربنٹ پولیمر۔ مزید برآں، کنکریٹ کو بلٹ ان آٹونومس سیلف ہیلنگ تکنیک میں تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ کیپسول پر مبنی سیلف ہیلنگ، ویسکولر سیلف ہیلنگ، اور مائیکرو بائیولوجیکل سیلف ہیلنگ خود مختار سیلف ہیلنگ تکنیک کی سب سے عام اقسام ہیں۔ مکینیکل خصوصیات: روایتی سیمنٹ کے مقابلے میں سی این ٹی-آر سی میں مکینیکل خصوصیات میں نمایاں بہتری دکھائی گئی ہے۔ لی اور دیگر۔ (2006) نے دکھایا کہ سی این ٹی کے اضافے سے سادہ سیمنٹ پیسٹ کے مقابلے میں سیمنٹ پیسٹ کی کمپریسیو طاقت میں 23 فیصد تک اور لچکدار طاقت میں 45 فیصد تک اضافہ ہو سکتا ہے۔ مزید برآں، زیلگ (2017) نے اطلاع دی کہ سی این ٹی-آر سی کے لچکدار ماڈیولس کو سادہ سیمنٹ پیسٹ کے مقابلے میں 85 فیصد تک بڑھایا جا سکتا ہے۔ سی این ٹیز کا اضافہ سیمنٹ پیسٹ کی فریکچر سختی اور لچک کو بھی بڑھا سکتا ہے، جس سے یہ کریکنگ کے لیے زیادہ مزاحم بن جاتا ہے۔ سی این ٹی-آر سی میں ماحولیاتی عوامل جیسے منجمد پگھلنے کے چکروں، کلورائد آئن کے دخول، اور سلفیٹ کے حملے کے خلاف بہتر استحکام اور مزاحمت بھی دکھائی گئی ہے۔ ژانگ اور چاؤ (2014) نے اطلاع دی کہ سی این ٹی کے اضافے سے سیمنٹ پیسٹ میں کلورائد آئنوں کے پھیلاؤ گتانک کو 60 فیصد تک کم کرنے کی اطلاع ملی ہے، جو کلورائد سے پیدا ہونے والے کٹاؤ کے خلاف بہتر مزاحمت کی نشاندہی کرتی ہے۔ زیر زمین کنویں کے سیمنٹ میں استعمال: زیر زمین کنویں کے سیمنٹ میں سی این ٹی-آر سی کے استعمال نے اپنی منفرد خصوصیات کی وجہ سے نمایاں توجہ حاصل کی ہے۔ ہاؤ اور دیگر کا ایک حالیہ مطالعہ۔ (2020) نے میتھائل میتھاکریلیٹ/کاربن نینو ٹیوب پولیمر نینو کمپوزٹ اضافی کے ساتھ تیل اور گیس ویلبور سیمنٹ کی کمک کی تحقیقات کی۔ مطالعہ سے پتہ چلا کہ سی این ٹی کے اضافے کے نتیجے میں سیمنٹ کی کمپریسیو طاقت میں 37 فیصد تک بہتری آئی، اور لچکدار طاقت میں 22 فیصد تک اضافہ ہوا۔ یہ ویلبور سیمنٹ کی مکینیکل خصوصیات کو بہتر بنانے کے لیے سی این ٹی-آر سی کی صلاحیت کو ظاہر کرتا ہے، جو گیس اور سیال کی منتقلی کو روکنے اور ویلبور کی طویل مدتی سالمیت کو یقینی بنانے کے لیے اہم ہے۔ آگ اور اعلی درجہ حرارت کے بعد شفا یابی کی صلاحیت: سی این ٹی-آر سی کا ایک اور فائدہ آگ اور اعلی درجہ حرارت کا شکار ہونے کے بعد شفا یابی کی صلاحیت ہے۔ زیلگ (2017) کی ایک تحقیق نے اعلی درجہ حرارت کے تابع ہونے کے بعد سی این ٹی-آر سی کی شفا یابی کی صلاحیت کی تحقیقات کی۔ مطالعہ سے پتہ چلا کہ سیمنٹ پیسٹ میں سی این ٹی کے اضافے سے مواد کے تھرمل استحکام میں بہتری آئی اور اس نے 800 ڈگری سیلسیس تک بلند درجہ حرارت پر اپنی مکینیکل خصوصیات کو برقرار رکھنے کی اجازت دی۔ مزید برآں، مواد کے اعلی درجہ حرارت کے سامنے آنے اور بعد میں ٹھنڈا ہونے کے بعد، اس نے اپنی شفا یابی کی صلاحیت کو برقرار رکھا اور تھرمل لوڈنگ کے عمل کے دوران بننے والی کسی بھی دراڑ کی مرمت کرنے میں کامیاب رہا (Szelíg، 2017)۔ تاریخ قدیم رومیوں نے چونے کے مارٹر کی ایک قسم کا استعمال کیا جو خود شفا بخش پایا گیا ہے۔ اسٹریٹ لنگائٹ کرسٹل رومن کنکریٹ کے انٹرفیسیل زونز کے ساتھ بنتے ہیں، جو مجموعی اور مارٹر کو ایک ساتھ باندھتے ہیں اور یہ عمل 2000 سال بعد بھی جاری رہا اور اسے ماہر ارضیات میری جیکسن اور ان کے ساتھیوں نے 2014 میں دریافت کیا تھا۔ 1990 کی دہائی کے اوائل میں، کیرولن ایم ڈرائی نے ایک ایسی ترتیب تیار کرکے پہلا جدید عصری خود شفا یابی کا نقطہ نظر تخلیق کیا جو سیمنٹائٹس میٹرکس میں سرایت شدہ ریشوں سے مرمت کے کیمیکلز کی رہائی کو آسان بناتا ہے۔ تب سے، تحقیقی برادری نے کنکریٹ میں خود شفا بخش خصوصیات کو شامل کرنے کے لیے مختلف تکنیکیں تیار کی ہیں۔ دیگر سیلف ہیلنگ مواد میں، حالیہ برسوں میں، سیلف ہیلنگ کنکریٹ ریسرچ کے کام تیزی سے بڑھ رہے ہیں کیونکہ حکومت کی مالی اعانت سے چلنے والے کنسورشیم جیسے سارکوس کوسٹ ایکشن، آر ایم 4 ایل، ریشیلینس، اور اسمارٹکس۔ پیش گوئی کی مدت کے دوران سیلف ہیلنگ کنکریٹ کے لیے عالمی مارکیٹ کے 36.8% کے سی اے جی آر سے بڑھنے کی توقع ہے، جس کی آمدنی 2021 میں 34.10 بلین امریکی ڈالر سے بڑھ کر 2030 میں 562.97 بلین امریکی ڈالر ہو جائے گی۔ بڑے پیمانے پر بنیادی ڈھانچے کے منصوبوں میں بڑھتی ہوئی سرمایہ کاری اور طویل مدتی اہداف کے لیے بنیادی ڈھانچے کے منصوبوں میں مشغول ہونے کے لیے مختلف ممالک کی حکومتوں کے درمیان بڑھتے ہوئے تعاون مارکیٹ کی توسیع کے عوامل ہیں۔ سیمنٹائٹس مواد کی آٹوجینس ہیلنگ کریک سیلف کلوزر کو متاثر کرتی ہے اور اس کے بعد، کمپوزائٹس کی پائیداری اور جسمانی میکانی کارکردگی کو متاثر کرتی ہے۔ اسے قدیم ڈھانچوں اور عمارتوں کی زندگی میں خاطر خواہ توسیع کی ایک اہم وجہ سمجھا جاتا ہے۔ سیمنٹ پر مبنی مرکبات میں آٹوجینس سیلف ہیلنگ کو پہلی بار فرانسیسی اکیڈمی آف سائنس نے 1836 میں دیکھا تھا، جب پائپوں میں دراڑیں، پانی برقرار رکھنے والے ڈھانچے وغیرہ خود ٹھیک ہو گئے تھے۔ 1900 کی دہائی میں اہم نظریاتی اور تجرباتی تحقیق سے یہ ظاہر ہوا کہ آٹوجینس سیلف ہیلنگ کے عمل زیادہ تر سیمنٹائٹس میٹرکس کے اندر جسمانی، مکینیکل اور کیمیائی عمل سے منسلک ہوتے ہیں جو اسکیم میں دکھائے گئے ہیں۔ نام نہاد "سطح پر قابو پانے والے کرسٹل کی نشوونما" کے دوران جو اس وقت ہوتا ہے جب کریکنگ کی حوصلہ افزائی کی جاتی ہے، کیلشیم آئنز فریکچر کے چہروں سے فوری طور پر قابل رسائی ہوتے ہیں، اور کرسٹل کی نشوونما تیز ہوتی ہے۔ دراڑ کی دیواروں پر کیلکائٹ کی ابتدائی پرت بننے کے بعد اور آس پاس کے کنکریٹ میٹرکس میں کیلشیم آئنوں کی مقدار کم ہو جاتی ہے، نام نہاد "ڈفیوژن کنٹرولڈ کرسٹل گروتھ" کی طرف منتقلی ہوتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ سی اے 2 + آئنوں کو کنکریٹ کے ذریعے پھیلنا چاہیے، اور سی اے سی او 3 پرت تاکہ دراڑ کی سطح تک پہنچ سکے اور شفا بخش مصنوعات کی بارش کو یقینی بنایا جا سکے۔ واضح طور پر، دوسرا مرحلہ پہلے مرحلے کے مقابلے میں بہت سست ہے۔ جامع سیمنٹ کے معاملے میں، بشمول پوزولانک اضافے، کیلشیم ہائیڈروکسائڈ کا ایک حصہ، جسے Ca2 + آئنوں کے بنیادی ذریعہ کے طور پر شناخت کیا گیا ہے، CSH کی تشکیل کے لیے مخصوص پوزولانک رد عمل میں استعمال ہوتا ہے۔ اس کے نتیجے میں کیلشیم کاربونیٹ کی تاخیر اور کمزور بارش ہوگی۔ اسکیم میں دکھائے گئے دیگر معمولی طریقہ کار میں کیلشیم سلیکیٹ ہائیڈریٹس کے ذریعے پانی کے جذب ہونے کی وجہ سے دراڑ کی دیواروں کے ساتھ ہائیڈریٹڈ سیمنٹ پیسٹ کی سوجن اور ملبے اور باریک کنکریٹ کے ذرات کے ذریعے مکینیکل دراڑ کو روکنا، دراڑ کے عمل کے براہ راست نتائج یا دراڑ میں داخل ہونے والے پانی میں موجود نجاست کے نتیجے میں شامل ہیں۔ آٹوجینس ہیلنگ میکانزم صرف چھوٹی دراڑوں کے لیے مؤثر ہوتے ہیں، حالانکہ قابل شفا دراڑوں کے لیے زیادہ سے زیادہ چوڑائی کی ایک وسیع رینج ہوتی ہے: 10-100 μm، بعض اوقات 200 μm تک لیکن 300 μm سے کم، صرف پانی کی موجودگی میں۔ ان پر قابو پانا اور پیش گوئی کرنا مشکل ہے کیونکہ ان کے عام طور پر بکھرے ہوئے نتائج اور متعدد عوامل اور متغیرات پر انحصار ہوتا ہے۔ 1) خود کنکریٹ کی عمر اور ساخت، 2) پانی کی موجودگی، اور 3) کنکریٹ فریکچر کی موٹائی اور شکل سب سے زیادہ بااثر عناصر ہیں۔ محرک آٹوجینس شفا یابی جب دراڑوں کی چوڑائی محدود ہوتی ہے تو آٹوجینس شفا یابی زیادہ کامیاب ہوتی ہے۔ پانی کی موجودگی بھی ایک اہم عنصر ہے۔ مسلسل ہائیڈریشن یا کرسٹلائزیشن کی محرک خود شفا یابی کو بھی فروغ دیتی ہے۔ لہذا، وہ طریقے جو درار کی چوڑائی کو محدود کرتے ہیں، پانی فراہم کرتے ہیں، یا ہائیڈریشن یا کرسٹلائزیشن کو فروغ دیتے ہیں، ان کی درجہ بندی آٹوجینس ہیلنگ کو فروغ دینے یا بڑھانے کے طور پر کی جائے گی۔ معدنی اضافے کا استعمال خود شفا یابی پر معدنی اضافے کے اثرات پر زیادہ تر تحقیق بلاسٹ فرنیس سلیگ اور فلائی ایش پر کی گئی ہے۔ مسلسل ہائیڈریشن آٹوجینس ہیلنگ کو فروغ دیتا ہے کیونکہ ان اضافے کے بڑے حصے بڑی عمر میں بھی غیر ہائیڈریٹڈ رہتے ہیں۔ پوزولانک رد عمل، جو سلیسیس اور/یا ایلومینیم کے اضافے کے لیے مخصوص ہے (فلائی ایش، بلاسٹ فرنیس سلیگ، سلیکا فوم، کیلسینڈ مٹی وغیرہ) جامع سیمنٹ میں، طویل مدتی سی ایس ایچ کی نشوونما کے لحاظ سے سیمنٹ کے اناج کی مسلسل ہائیڈریشن کو مضبوط کر سکتا ہے اور اس کے نتیجے میں، ایک خاص حد تک آٹوجینس سیلف ہیلنگ ہو سکتی ہے۔ کرسٹل مرکب کا استعمال فقرہ "کرسٹل مرکب" ایک ایسا لیبل ہے جو لازمی طور پر فعالیت یا سالماتی ساخت کی نشاندہی نہیں کرتا ہے کیونکہ یہ تجارتی طور پر قابل رسائی سامان سے ماخوذ ہے جس کے اجزاء اکثر متعین نہیں ہوتے ہیں۔ عملی طور پر، تجارتی کرسٹل مرکب کو اضافی سیمنٹ مواد (ایس سی ایم) سے ان کی خوراک کے لحاظ سے ممتاز کیا جا سکتا ہے، عام طور پر کرسٹل مرکب کے لیے سیمنٹ کے وزن کے لحاظ سے 1 فیصد اور ایس سی ایم کے لیے 5 فیصد سے زیادہ۔ کرسٹل مرکب (سی اے) کو ایک منفرد قسم کے پارگمیتا کو کم کرنے والے مرکب کے طور پر درجہ بندی کیا جاتا ہے۔ مرکب کو کم کرنے والی پارگمیتا کے زمرے میں مختلف قسم کے مواد شامل ہیں، جن کا حوالہ عام اصطلاح "کرسٹل مرکب" سے بھی دیا جا سکتا ہے۔ مزید برآں، زیادہ تر تجارتی مصنوعات میں ملکیتی اجزاء شامل ہوتے ہیں، اور ان کی فارمولیشن کو خفیہ رکھا جاتا ہے۔ تاہم، عام طور پر، سی اے انتہائی ہائیڈروفیلک مصنوعات ہیں جو "فعال کیمیکلز" کے ذریعہ تیار کی جاتی ہیں جنہیں اکثر سیمنٹ اور ریت کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔ پانی کی موجودگی میں، وہ رد عمل ظاہر کرتے ہیں، جس سے پانی میں اگھلنشیل سوراخ/دراڑ کو روکنے والے پھسلن پیدا ہوتے ہیں جو CSH کی کثافت اور پانی کے دخول کے خلاف مزاحمت کو بہتر بناتے ہیں۔ سی اے کو نمی کے سامنے آنے پر 3 ٪، 5 ٪، اور 7 ٪ سیمنٹ کے مواد پر استعمال ہونے پر کنکریٹ کی مکینیکل خصوصیات کو بڑھانے کے لیے دکھایا گیا ہے۔ تاہم، اوپر بیان کردہ فیصد اضافے کے لیے کافی زیادہ ہو سکتے ہیں۔ سپر ابزوربنٹ پولیمر کا استعمال قدرتی، یا مصنوعی 3 ڈی کراس سے منسلک ہومو پولیمر یا اعلی سیال جذب کرنے کی صلاحیت والے کوپولیمر ہوتے ہیں۔ سوجن کی صلاحیت مونومرز کی قسم اور کراس لنکنگ کثافت کے مطابق مختلف ہوتی ہے اور 1000 گرام 1 تک پہنچ سکتی ہے۔ زیادہ سے زیادہ سوجن اسموٹک دباؤ کے درمیان توازن کے نتیجے میں ہوتی ہے، جس کا تعلق برقی طور پر چارج شدہ گروپوں کی موجودگی اور پولیمر میٹرکس کی لچکدار پیچھے ہٹنے والی قوتوں سے ہوتا ہے۔ مزید برآں، چونکہ آسموٹک دباؤ کا تعلق آبی محلول میں آئنوں کے ارتکاز سے ہے، سوجے ہوئے میڈیم کی آئنک طاقت جذب کے رویے کو کافی حد تک متاثر کرتی ہے۔ کئی استعمال کے شعبوں (مثال کے طور پر سینیٹری اور بائیو میڈیکل سیکٹر، زرعی شعبے) کے علاوہ جہاں اس وقت ایس اے پیز کا استعمال کیا جاتا ہے، زیادہ سے زیادہ تحقیق مارٹر/کنکریٹ میں ایس اے پیز کے استعمال پر مرکوز ہے۔ سختی کے دوران خود خشک ہونے والے سکڑنے کو محدود کرنے کے لیے، ایس اے پیز کو کم پانی سے بائنڈر تناسب کے ساتھ سیمنٹائٹس سسٹمز میں اندرونی علاج کرنے والے ایجنٹ کے طور پر شامل کیا گیا۔ آٹوجینس سکڑنے کو کم کرنے کے علاوہ، منجمد پگھلنے کی مزاحمت کو بہتر بنانے اور سیلف سیلنگ اور سیلف ہیلنگ کی خصوصیات کو فروغ دینے کے لیے ایس اے پیز کو سیمنٹ کے مواد میں شامل کیا جا سکتا ہے۔ مؤخر الذکر کے لحاظ سے، ایس اے پیز کی شمولیت بہت سے مقاصد کو پورا کرتی ہے۔ سب سے پہلے اور سب سے اہم، ایس اے پی، جو کنکریٹ کے اختلاط کے دوران اختلاط پانی کو جذب کرتے ہیں اور میٹرکس کے سخت ہونے پر سکڑ جاتے ہیں، میکروپورس کو پیچھے چھوڑ دیتے ہیں۔ یہ میکروپورس کمزور میٹرکس سائٹس کے طور پر کام کرتے ہیں، جو متعدد کریکنگ کو راغب اور حوصلہ افزائی کرتے ہیں۔ دونوں اقدامات دراروں کو ایس اے پی میکروپورس کو عبور کرنے اور تنگ دراریں پیدا کرنے کی اجازت دے کر دراری بندش کو فروغ دیتے ہیں۔ تاہم، یہ میکروپورس طاقت کے نقصان کے لیے ذمہ دار ہو سکتے ہیں، لیکن ہمیشہ نہیں، کیونکہ ایس اے پیز اندرونی شفا یابی کے ایجنٹ کے طور پر بھی کام کر سکتے ہیں اور زیادہ ہائیڈریشن چلا سکتے ہیں، جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے۔ یہ سب استعمال شدہ ایس اے پی کی قسم، ذرہ سائز اور شکل، ایس اے پیز کی تعداد، مکس کا ڈبلیو/سی تناسب، کام کرنے کی اہلیت میں ہونے والے نقصان کی تلافی کے لیے پانی کے اضافے، اور اختلاط کی تکنیک پر منحصر ہے۔ خود مختار خود شفا یابی خود شفا یابی کا انحصار خود شفا یابی کا فنکشن دینے کے لیے میٹرکس میں غیر معمولی انجینئرنگ میں ترمیم کو مربوط کرنے پر ہے۔ اینکیپسولیشن طویل عرصے سے شفا یابی کے ایجنٹوں کو براہ راست دراڑوں تک پہنچانے کا پسندیدہ طریقہ رہا ہے، جس سے جگہ جگہ مرمت کی جا سکتی ہے۔ شفا یابی کے مرکبات کو شامل کرنے میں، دو طریقے ہیں: مجرد اور مسلسل۔ کلیدی فرق شفا یابی کے ایجنٹ کو ذخیرہ کرنے کے لیے استعمال ہونے والا طریقہ کار ہے، جو اس نقصان کی حد کا تعین کرتا ہے جس کا علاج کیا جا سکتا ہے، شفا یابی کی تکرار، اور ہر حکمت عملی کے لیے صحت یابی کی شرح۔ تاہم، کیپسول سسٹم کی تخلیق سے لے کر انضمام، مکینیکل خصوصیت، محرک، اور شفا یابی کی تشخیص کے ذریعے، ایک منسلک بنیاد پر خود شفا یابی کے نظام کے ڈیزائن میں کئی عناصر پر توجہ دی جانی چاہیے۔ مائیکرو اینکیپسولشن مائیکرو اینکیپسولشن (قطر <1 ملی میٹر) سیمنٹائٹس سسٹمز کے لیے خود مختار سیلف ہیلنگ اجزاء کی تیاری کے لیے ایک مقبول ٹیکنالوجی بنی ہوئی ہے، جو وائٹ ایٹ ال کے ابتدائی مطالعہ سے متاثر ہے۔ مائکرو کیپسول کو براہ راست میٹرکس میں اور کریک کی نشوونما پر شامل کیا گیا تھا، اور کریک کے حجم میں کور کو جاری کیا گیا تھا۔ خارج شدہ مادہ پھر دراڑ کو ٹھیک کرنے کے لیے میٹرکس میں تقسیم شدہ اتپریرک کے ساتھ رد عمل ظاہر کرے گا۔ کئی مواقع پر، کنکریٹ میں مائیکرو کیپسول پر مبنی شفا یابی کے تصور کا ثبوت ثابت ہوا ہے۔ حالیہ کیپسول تحقیق نے چپکنے والے دو اجزاء کے نظام کے استعمال پر زور دینا جاری رکھا ہے جس کی وجہ سے ایکٹیویشن اور سختی کے لیے میٹرکس میں ایک اتپریرک کو بیک وقت شامل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ وانگ اور دیگر۔ مائکرو کیپسول کے لیے 0.5 اتپریرک کے تناسب کا مشورہ دیا، حالانکہ دوسروں نے منسلک ایپوکسی کی سرگرمی کی ضمانت کے لیے مائکرو کیپسول کے لیے 1.3 اتپریرک کا تناسب تجویز کیا ہے۔ تاہم، انتہائی الکلین سیمنٹائٹس میٹرکس میں رد عمل والے نامیاتی شفا یابی کے ایجنٹوں کا طویل مدتی استحکام اور ان کا طویل مدتی کام غیر یقینی ہے۔ تاہم، ابھرتی ہوئی تحقیق، سیمنٹائٹس میٹرکس کے معدنی سبسٹریٹ کے ساتھ مطابقت اور بندھن کو فروغ دیتی ہے، ایک کیپسول کی طرف بڑھتی ہے جو اس طرح کی شفا بخش مصنوعات فراہم کر سکتی ہے۔ ان میں منسلک بیکٹیریل سپورس اور معدنی کارگو جیسے کولائڈیل سلیکا اور سوڈیم سلیکیٹ شامل ہیں۔ سابقہ کاربونیٹ کی بارش میں اضافہ کر سکتا ہے، جبکہ مؤخر الذکر کیلشیم ہائیڈروکسائڈ کو زیادہ مطلوبہ سی ایس ایچ جیل میں تبدیل کر سکتا ہے۔ میکرو اینکیپسولیشن ڈرائی نے میکرو اینکیپسولیشن کا استعمال کرتے ہوئے ابتدائی تحقیقات میں سے ایک کی، جس میں کنکریٹ کی دراڑوں کو ٹھیک کرنے کے لیے مونو یا ملٹی کمپونینٹ میتھائل میتھاکریلیٹ کور کے ساتھ پولی پروپیلین اور شیشے کے ریشوں کی تجویز پیش کی گئی۔ ریشوں کے انتخاب کو مکینیکل مضبوطی، کریک سیلنگ، اور ایک لاگت سے موثر کیپسولٹنگ تکنیک کے امتزاج سے حوصلہ افزائی کی گئی۔ مزید برآں، اس طریقہ کو لگائے گئے مائکرو کیپسول پر ترجیح دی گئی کیونکہ اس نے شفا بخش ایجنٹ کی زیادہ مقدار کو برقرار رکھنے اور بہت سے شفا یابی کے امکان کا فائدہ دیا۔ حتمی مقصد وقت کے ساتھ چپکنے والی خرابی سے بچنا تھا۔ شفا بخش ایجنٹ کی رہائی دراڑوں کی تخلیق سے شروع ہوئی، جس کی وجہ سے لگائے گئے ٹوٹے ہوئے ریشوں کی تباہی ہوئی۔ کم پروسیسنگ درجہ حرارت اور اخراج، بھرنے اور مہر لگانے کے مراحل کو مربوط کرنے کی صلاحیت پولیمرک کیپسول کو تیار کرنا ممکنہ طور پر آسان بناتی ہے۔ سلنڈریکل کیپسول کے معاملے میں، قطر 0.8 سے 5 ملی میٹر تک ہوتا ہے تاکہ دراڑ کی پرکشش کیپلیری قوت اور سیال کے بڑے پیمانے پر کشش ثقل سلنڈریکل کیپسول کی کیپلیری مزاحمتی قوت اور مہر بند سروں کے نتیجے میں منفی دباؤ قوتوں پر قابو پانے کے لیے کافی ہو۔ دوسرے لفظوں میں، میٹرکس کی دراڑ کی چوڑائی کیپسول کے اندرونی قطر سے کم ہونی چاہیے۔ ویسکولر ہیلنگ کنکریٹ میں ویسکولر ہیلنگ کا تصور خود شفا یابی کے لیے بائیومیمیٹک نقطہ نظر کا استعمال کرتا ہے۔ انسانی قلبی نظام، جو پورے جسم میں خون کو چلاتا ہے، اور پودوں کے ویسکولر ٹشو سسٹم، جو زائیلم اور فلویم نیٹ ورک کے ذریعے خوراک، پانی اور معدنیات کو منتقل کرتا ہے، ویسکولر نیٹ ورک سسٹم کی مثالیں ہیں۔ اسی طرح، کنکریٹ میں ویسکولر نیٹ ورک مائع شفا بخش کیمیکلز کو تباہ شدہ علاقوں میں منتقل کر سکتے ہیں۔ نظریاتی طور پر، خراب شدہ مواد کی مقدار کی کوئی حد نہیں ہے جو اس شفا بخش مادے کو بیرونی ماخذ سے فراہم کرنے پر طے کی جا سکتی ہے۔ ڈرائی کے ابتدائی کام میں کنکریٹ میں شیشے کے لمبے، پتلی نالیوں کو جوڑنا شامل تھا۔ اس خود شفا یابی کے طریقہ کار کو بالآخر بڑھایا گیا اور اسے ایک نمونے والے پل کے ڈیک پر استعمال کیا گیا۔ ان انتہائی نازک مواد کے ساتھ کنکریٹ کاسٹ کرنے میں دشواری اس تکنیک کے وسیع پیمانے پر استعمال کو روکنے میں ایک رکاوٹ تھی۔ اینکیپسولیشن طریقہ کار کے مقابلے میں ویسکولر تکنیک کا اہم فائدہ یہ ہے کہ شفا بخش ایجنٹ کو مسلسل زیر انتظام رکھا جا سکتا ہے۔ درحقیقت، مختلف قسم کے ٹھوس نقصان کو ٹھیک کرنے کے لیے مختلف ادوار میں مختلف شفا بخش ایجنٹوں کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مزید برآں، شفا بخش ایجنٹ کو دباؤ میں پہنچایا جا سکتا ہے تاکہ اس بات کی ضمانت دی جا سکے کہ یہ مطلوبہ نقصان والے علاقوں تک پہنچ جائے، جیسا کہ کنکریٹ کے فریکچر کو ٹھیک کرنے کے لیے ایپوکسی انجیکشن لگانے کے تصور کی طرح ہے۔ کنکریٹ میں، کئی قسم کے ویسکولر نیٹ ورک نافذ کیے گئے ہیں۔ سب سے آسان ورژن 1 ڈی چینل پر مشتمل ہے، جس کے دونوں سرے کنکریٹ کی سطح سے قابل رسائی ہیں۔ پیچیدہ دو اور تین جہتی چینل نیٹ ورک کنکریٹ میں تیار کیے گئے ہیں تاکہ تباہ شدہ علاقوں میں شفا یابی کے ایجنٹوں کی منتقلی کے لیے مختلف اور متبادل راستے فراہم کیے جا سکیں۔ نیٹ ورک کے اندر ملٹی فلو جنکشن نوڈس کا استعمال کرتے ہوئے، ان پیچیدہ شکلوں کو بھی استعمال کیا گیا ہے۔ مائیکروبیل سرگرمی کے ضمنی مصنوع کے طور پر کیلشیم کاربونیٹ کی تشکیل کنکریٹ کی خود شفا یابی کی صلاحیت "انجینئرنگ" کے لیے ایک اضافی طریقہ ہے۔ یہ فعال اور دیرپا درار کی مرمت کی صلاحیت رکھتا ہے جبکہ ممکنہ طور پر ماحولیاتی طور پر فائدہ مند تکنیک بھی ہے۔ کیلشیم کاربونیٹ (سی اے سی او 3)، جسے اکثر چونا پتھر کے نام سے جانا جاتا ہے، ایک موثر بانڈنگ کی صلاحیت رکھتا ہے اور موجودہ کنکریٹ فارمولیشن کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے۔ موجودہ کیلشیم ہائڈروکسائڈ (پورٹلینڈائٹ) معدنیات کی کاربونیشن کے نتیجے میں، کیلشیم کاربونیٹ کو کنکریٹ مکس ڈیزائن میں شامل کیا جا سکتا ہے یا کنکریٹ میٹرکس کے اندر کیمیائی طور پر بنایا جا سکتا ہے۔ کنکریٹ کے میٹرکس کے اندر پیدا ہونے والے چونا پتھر کے نتیجے میں سوراخ بھرنے سے میٹرکس کی کثافت ہو سکتی ہے اور اس سے درار کو خود ٹھیک کرنے میں مدد مل سکتی ہے، جس سے اس کی (پانی) پارگمیتا کم ہو سکتی ہے اور اس کے نتیجے میں کھوئی ہوئی طاقت کی بازیابی ہو سکتی ہے۔ اگر حالات سازگار ہوں تو زیادہ تر بیکٹیریا محلول سے سی اے سی او 3 کو تیز کر سکتے ہیں۔ تاہم، بیکٹیریل سی اے سی او 3 کی بارش کے لیے الگ الگ میٹابولک راستوں پر چلنے والے بیکٹیریا کا کاربونیٹوجینسیٹی مختلف ہوتا ہے۔ مزید برآں، بہت سے بیرونی متغیرات بارش کی کارکردگی کو متاثر کرتے ہیں اور اسی بیکٹیریا کے تناؤ کو مختلف مقدار میں کاربونیٹ پیدا کرنے کا سبب بنتے ہیں۔ یہ امکان ہے کہ گیلے خشک ماحول میں شفایابی زیادہ تیزی سے ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ، حیاتیاتی سرگرمی کے ذریعے تیز اور زیادہ موثر شفا یابی حاصل کرنے کے لیے درار کی چوڑائی کا ضابطہ بہت اہم ہے۔ یہ بھی دیکھیں حوالہ جات کنکریٹ بائیو میٹریل سمارٹ مواد